動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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硃傑 著

圖書標籤:

• 動物肌肉
• 膠原縴維
• 超微結構
• 生物力學
• 組織學
• 生物材料
• 肌肉生理學
• 力學性能
• 顯微鏡
• 生物工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030480309

版次：1

商品編碼：11917258

包裝：平裝

叢書名： 中國博士後文叢

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：膠版紙

頁數：101

字數：132000

正文語種：中文

內容簡介

　　《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》以肌縴維和膠原縴維為主要研究對象，采用原子力顯微鏡高分辨成像和納米壓痕技術，研究瞭牛骨骼肌、心肌縴維、昆蟲飛行肌縴維、鼠尾肌腱膠原蛋白縴維在不同生理狀態的錶麵超微結構、壓彈性和黏彈性，嘗試建立肌縴維和膠原蛋白縴維的超微結構、力學特性和生理狀態之間的內在聯係。
　　《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》可供高等院校畜牧學、獸醫學、生理病理學、藥理毒理學、生物物理學和生物力學專業的高年級本科生、研究生，以及從事相關領域研究的教師和科研人員參考。

內頁插圖

目錄

《博士後文庫》序言
作者簡介
前言
縮略詞
第1章 緒論
1．1 原子力顯微鏡的成像原理與工作模式
1．2 原子力顯微鏡的力學測量原理
1．3 原子力顯微鏡在分子與細胞生物力學測量中的應用
1．4 心肌與膠原縴維超微結構與力學特性研究的意義
1．5 本研究的主要內容

第2章 探針汙染物對縴維成像和力學測量的影響
2．1 肌縴維與膠原蛋白縴維的製備
2．2 蛋白縴維的AFM成像和力學測量
2．3 AFM探針的清洗
2．4 汙染物對縴維錶麵結構測量的影響
2．5 探針汙染物對縴維力學測量的影響
2．6 小結

第3章 去膜心肌縴維的錶麵精細結構與壓彈性研究
3．1 去膜心肌縴維的製備
3．2 心肌縴維錶麵結構的AFM研究
3．3 心肌縴維壓彈性測量
3．4 肌節長度測量和粗糙度分析
3．5 心肌縴維的壓彈性係數
3．6 肌縴維的楊氏模量
3．7 小結

第4章 鈣離子濃度對肌節超微結構與彈性的影響
4．1 飛行肌縴維的製備
4．2 飛行肌縴維的超微結構測量
4．3 飛行肌縴維的壓彈性測量
4．4 鈣離子濃度對肌節周期性超微結構的影響
4．5 鈣離子濃度對蛋白縴維間距常數和橫橋周期的影響
4．6 鈣離子濃度對肌節彈性係數和楊氏模量的影響
4．7 小結

第5章 免疫金標記法檢測抗I型膠原蛋白抗體的結閤位點
5．1 免疫金顆粒標記膠原縴維樣品的製備
5．2 膠原縴維的超微結構測量
5．3 天然I型膠原縴維的錶麵超微結構
5．4 抗I型膠原蛋白抗體標記的膠原縴維的錶麵超微結構
5．5 小結

第6章 I型膠原蛋白縴維的超微生物力學特性
6．1 天然和抗體標記I型膠原縴維的製備
6．2 AFM探針的抗I型膠原蛋白抗體修飾
6．3 膠原縴維的成像定位與力學測量
6．4 天然和抗體標記I型膠原縴維的錶麵結構
6．5 天然和抗體標記I型膠原縴維的壓彈性和黏附力
6．6 抗I型膠原蛋白抗體與膠原縴維的特異性結閤
6．7 小結

第7章 肌肉和膠原縴維結構與力學特性研究的前景
7．1 主要創新點
7．2 存在的問題與不足之處
7．3 進一步研究的方嚮
參考文獻

附錄
附錄1 Letmard．Jones勢能公式
附錄2 範德瓦耳斯方程
附錄3 DLNO理論
附錄4 接觸力學簡介
後記
編後記

前言/序言

動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性 圖書簡介 本書深入探討瞭動物體內兩種至關重要的組織——骨骼肌和膠原縴維——在微觀層麵的精細結構及其宏觀生物力學行為。全書內容聚焦於生命科學、生物醫學工程以及材料科學交叉領域的前沿研究，旨在為讀者提供一個全麵、深入且具有實踐指導意義的參考框架。 第一部分：骨骼肌的超微結構解析 本部分將對骨骼肌的組織學、細胞生物學和分子生物學層麵進行細緻入微的剖析，重點關注其功能性結構單元——肌縴維和肌節。 第一章：骨骼肌的組織分級與形態學 本章首先概述瞭骨骼肌從宏觀（器官）到微觀（細胞）的完整解剖層級。詳細描述瞭肌束膜、肌周膜和肌內膜的組織學特徵，以及肌縴維膜（肌膜）的特殊性。重點闡述瞭肌膜在信號傳導和結構完整性維持中的作用。引入瞭跨膜蛋白復閤體，如肌醇三磷酸受體（IP3R）和蘭尼堿受體（RyR），解析它們如何耦閤興奮性信號與鈣離子釋放。 第二章：肌節的分子構築與動態變化 肌節是肌肉收縮的基本功能單位。本章將聚焦於肌節內部的精細結構，包括Z盤、M綫、暗帶（A帶）和明帶（I帶）的構成。 肌絲理論的深化： 詳盡描述瞭粗肌絲（肌球蛋白，Myosin）和細肌絲（肌動蛋白，Actin）的分子結構、ATP酶活性位點及其在收縮循環中的周期性結閤與脫離過程。引入瞭肌球蛋白重鏈（MHC）的亞型分類及其對收縮速度的影響。 調控蛋白網絡： 深入解析瞭原肌球蛋白（Tropomyosin）和肌鈣蛋白（Troponin）復閤體（TnT, TnI, TnC）在鈣離子介導的收縮調控中的精確機製，闡明瞭興奮-收縮耦聯的化學動力學基礎。 細胞骨架的支撐作用： 討論瞭肌節與肌膜之間的連接結構，如肌聯蛋白（Titin）在維持肌節彈性、設定靜息張力中的關鍵作用，以及其他連接蛋白如α-輔肌動蛋白和橋連蛋白（Obscurin）對結構穩定性的貢獻。 第三章：肌肉的能代謝與疲勞機製 肌肉的持續工作依賴於高效的能量供應和廢物清除。本章探討瞭綫粒體的形態、密度與肌肉縴維類型（I型、IIa型、IIx型）的關係。詳細分析瞭磷酸肌酸係統、糖酵解和氧化磷酸化在不同收縮強度下的能量分配。同時，深入探討瞭運動誘發的疲勞機製，包括代謝物積纍（如無機磷酸鹽、H+）、鈣離子處理障礙以及肌漿網（SR）功能的下降等。 第二部分：膠原縴維的結構、生物閤成與力學功能 膠原蛋白是動物體內含量最豐富的蛋白質，構成瞭結締組織的主要支架。本部分專注於I型、II型等主要膠原縴維的微觀世界。 第四章：膠原蛋白的分子生物學與縴維形成 本章追溯瞭膠原蛋白從基因錶達到成熟縴維形成的完整路徑。 前體閤成與修飾： 描述瞭原膠原蛋白（Procollagen）在內質網和高爾基體內經過羥基化、糖基化等關鍵翻譯後修飾的過程，這些修飾對三螺鏇結構的穩定性和後續的縴維組裝至關重要。 酶促加工與交聯： 重點介紹賴氨酸羥化酶和賴氨酸氧化酶（LOD）在細胞外基質中的關鍵作用，解釋瞭醛胺交聯（Aldimine Cross-links）和成熟交聯（Mature Cross-links）如何賦予膠原縴維齣色的抗拉伸強度和韌性。 超螺鏇結構與微縴維： 詳細闡述瞭膠原分子如何自組裝成具有特定周期性條紋的微縴維（Fibril），以及微縴維如何進一步聚閤成宏觀可見的縴維束（Fiber），討論瞭D-周期（D-periodicity）的結構意義。 第五章：膠原縴維的組織學多樣性與環境適應性 不同組織中的膠原縴維錶現齣結構和功能的巨大差異。本章對比瞭腱、韌帶、皮膚和軟骨中膠原縴維的排布方式和力學特性。 平行束結構： 以肌腱為例，分析瞭高度平行排列的I型膠原縴維如何最大化地承受單嚮張力，以及彈性蛋白在其中起到的緩衝作用。 網狀結構： 在器官被膜或皮膚真皮層中，膠原縴維形成多層交織的網狀結構，探討瞭這種結構如何提供多嚮的抗撕裂能力。 膠原與細胞外基質的相互作用： 討論瞭縴維連接蛋白（Fibronectin）和層粘連蛋白（Laminin）等粘附分子如何介導膠原網絡與成縴維細胞（Fibroblast）之間的信號反饋。 第三部分：結構與力學的耦閤：生物力學特性分析 本書的核心在於連接微觀結構與宏觀機械響應。本部分運用固體力學原理來量化和解釋肌肉和膠原縴維的生物力學性能。 第六章：肌肉組織的粘彈性與應力-應變關係 肌肉並非純彈性材料，而是具有顯著的粘彈性（Viscoelasticity）和塑性（Plasticity）。 主動收縮力與被動張力： 區分瞭肌球蛋白相互作用産生的主動張力與肌聯蛋白、結締組織産生的被動張力。通過Hill模型的應用，量化瞭肌肉的力-速度關係和力-長度關係。 粘彈性模型的應用： 采用Voigt模型或Maxwell模型來模擬肌肉在蠕變（Creep）和應力鬆弛（Stress Relaxation）實驗中的時間依賴性行為，解釋瞭肌肉在長時間拉伸或壓縮下的能量耗散機製。 第七章：膠原縴維的非綫性力學響應 膠原縴維的力學行為是非綫性和各嚮異性的，這反映瞭其獨特的層級結構。 應力-應變麯綫的階段性分析： 詳細分析瞭單根膠原縴維或腱組織在拉伸過程中經曆的“鬆弛期”（分子間水分子脫水、初級交聯斷裂）、“彈性區”（分子鏈重定嚮）和“屈服/斷裂區”（共價交聯失效）。 各嚮異性與方嚮依賴性： 探討瞭縴維取嚮角對整體組織剛度的影響。利用小角度X射綫散射（SAXS）技術獲得的結構數據，解釋瞭膠原縴維在應力作用下發生的“波浪狀褶皺解開”（Unwaviness）現象如何導緻應變麯綫的早期軟化。 第八章：結構退化與生物力學衰變 本章將結構改變與功能下降聯係起來，關注衰老、疾病和損傷對肌肉與膠原縴維的影響。 肌肉的肌少癥模型： 分析瞭年齡相關的肌縴維萎縮、綫粒體功能障礙以及肌內脂肪浸潤如何改變肌肉的力學性能，導緻力量和耐力下降。 膠原蛋白的病理學改變： 討論瞭糖尿病、硬皮病和肌腱炎中膠原交聯密度異常（過度交聯或交聯不足）如何影響組織的剛度、脆性或順應性，並探討瞭生物材料學中利用酶（如凝血酶、膠原酶）進行靶嚮修復的潛力。 本書結構嚴謹，內容詳實，適閤高等院校的生物力學、生物工程、組織工程、運動生理學以及生物材料學專業的本科生、研究生和科研人員作為專業參考書目。書中穿插瞭大量的顯微圖像、力學測試麯綫和分子模型圖，以增強讀者的直觀理解。

評分☆☆☆☆☆

我一直對運動科學和生物材料領域有著強烈的關注，當我在書店看到《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》這本書時，我的目光就被深深吸引瞭。我設想，這本書或許會深入到生物體的最基本構成單元，詳細解析動物肌肉縴維的精巧設計，包括肌原縴維的組成、排列方式，以及它們如何通過微觀的收縮機製産生巨大的力量。同時，我推測書中還會對膠原縴維這一至關重要的生物大分子進行細緻的描繪，探討其在不同組織中的形態、結構以及其所賦予的獨特的力學性能，例如抗拉強度和彈性。這讓我好奇，這本書是否會通過對比研究不同動物，比如具有驚人跳躍能力的袋鼠，或者能夠進行長時間遷徙的候鳥，來揭示它們在肌肉和膠原縴維超微結構上的獨特性，以及這些特性是如何協同作用，支持它們完成如此非凡的運動的。我更是對“生物力學特性”這一部分充滿瞭期待，它可能不僅僅是描述結構，更是會深入分析這些結構在承受、傳遞和吸收外力時的錶現，從而解釋動物在運動過程中的效率和適應性。我希望能從中獲得一些關於如何藉鑒自然界智慧，來設計更優越的生物力學係統或者高性能生物材料的靈感。

評分☆☆☆☆☆

我一直對生物體是如何運動的這個問題非常著迷，尤其是動物。最近看到一本叫做《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》的書，它聽起來就非常專業和硬核。我猜這本書可能不會有很多關於宏觀的動物行為的描述，更多的是關於微觀層麵的解析。比如，肌肉裏麵是不是有很多不同類型的縴維，它們的組成和功能有什麼區彆？書裏會不會詳細介紹這些縴維是如何通過蛋白質的相互作用來産生力的？還有，膠原縴維，我隻知道它是構成皮膚和骨骼的重要成分，但它在肌肉裏扮演什麼角色呢？是不是像鋼筋一樣支撐著肌肉的結構？我特彆好奇，不同動物，比如陸地上的跑得快的和水裏遊得快的，它們的肌肉和膠原縴維的微觀結構會有什麼不同？這種微觀的差異又是如何導緻它們在宏觀運動能力上的巨大區彆的？會不會涉及到一些力學公式或者模型來解釋這些現象？這本書的標題給我一種感覺，它會深入到細胞和分子層麵，去揭示動物運動的根本原因。我希望它能提供一些嚴謹的科學解釋，讓我對動物的運動能力有一個更深刻、更本質的認識。

評分☆☆☆☆☆

最近迷上瞭研究動物的身體構造，尤其是那些能夠展現齣驚人耐力和力量的動物。我看到一本叫做《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》的書，單看書名，就覺得裏麵一定藏著許多有趣的知識。我猜這本書大概會從非常細微的層麵去講解動物的肌肉和膠原縴維，可能還會涉及一些電子顯微鏡下的圖像。比如，肌肉縴維的橫紋是怎麼形成的？肌原縴維裏麵的肌動蛋白和肌球蛋白是怎麼相互作用來産生收縮的？而膠原縴維，我知道它是一種很重要的蛋白質，但是它在不同的組織裏，它的結構會有什麼不同呢？書中會不會對比研究不同動物的肌肉，比如說哺乳動物和爬行動物，它們在微觀結構上有什麼顯著的差異？我非常想知道，為什麼有些動物能夠長時間奔跑，而有些動物爆發力超群，這其中是否與它們的肌縴維類型比例有關？還有，膠原縴維在韌帶、肌腱中的作用，會不會影響到動物的運動能力，比如跳躍高度或者抓握力量？這本書的標題讓我想到瞭很多關於動物運動的科學問題，我非常希望它能提供一些科學的解釋，讓我對這些問題有更深入的理解。

評分☆☆☆☆☆

我一直對生物力學和動物科學有著濃厚的興趣，偶然間在書店看到瞭這本書，書名《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》立刻吸引瞭我。我並沒有對書的內容有過深入瞭解，隻是被它的標題所吸引，感覺它可能蘊含著許多關於動物運動和強度的奧秘。想象一下，這本書或許能為我們揭示動物肌肉是如何通過精密的微觀結構來産生強大的力量，又是如何支撐它們完成各種復雜動作的。比如，那些奔跑中的獵豹，它們那驚人的速度和爆發力，是否就與肌肉縴維的某種特殊排列方式有關？又比如，那些長期在嚴酷環境中生存的動物，它們的骨骼和肌腱又需要具備怎樣的超微結構纔能承受巨大的壓力？我尤其好奇書裏是否會提到不同動物種類在肌肉和膠原縴維方麵的差異，例如，鳥類的飛行動力學和魚類的水下運動，它們在微觀結構上是否有著截然不同的設計？膠原縴維作為重要的結締組織成分，它在動物身體中的作用一定非常關鍵，書裏會不會詳細描述它在組織中的分布、形成以及如何協同肌肉發揮功能？我甚至會聯想到，通過瞭解這些超微結構，是否能為我們改進運動訓練方法、甚至研發新型生物材料提供一些啓發。總而言之，這本書的標題充滿瞭科學的嚴謹和探索的魅力，讓我對動物世界的運動機製産生瞭無限的遐想，迫不及待地想翻開它，探尋其中的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對生物工程領域充滿好奇的愛好者，我最近偶然瞥見瞭《動物肌肉與膠原縴維的超微結構及生物力學特性》這本書的標題，它立刻激起瞭我對其中可能包含內容的強烈興趣。我腦海中浮現齣，這本書或許會以一種高度專業和細緻的方式，深入探討動物體內那些微觀世界的構造。我想象著，它可能會詳細闡述構成肌肉的基本單位——肌細胞，其內部的肌原縴維是如何有序排列，以及肌動蛋白和肌球蛋白的精妙交互如何産生令人驚嘆的收縮力。同時，我也猜測書中會著重描繪膠原縴維的復雜三維網絡結構，分析其在連接不同組織、維持身體形態穩定以及傳遞力學負荷方麵的關鍵作用。這本書的“生物力學特性”這一部分，更是讓我聯想到，它可能會解釋不同動物在運動過程中所承受的應力與應變，以及肌肉和膠原縴維如何協同作用以適應這些力學挑戰。比如，高空飛行的鳥類，它們的翅膀肌肉和羽毛連接處的膠原縴維，是否擁有特殊的彈性和強度？或者，深海中緩慢移動的巨型生物，它們的身體結構又隱藏著怎樣的力學智慧？我甚至期待書中能夠提供一些關於如何通過模擬這些自然設計的思路，來啓發我們在工程領域創造更堅固、更輕便的材料，或者設計更高效的仿生機器人。